enseignement-scientifique - Izi-Bac

guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
BACCALAUREAT GENERAL
SESSION 2012
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
SERIE L
Durée de l’épreuve: 1 h 30
coefficient: 2
Ce sujet comporte 8 pages numérotées de 1/8 à 8/8
Conformément aux termes de la circulaire 99-186 d 16 novembre
1999, l’usage de la calculatrice est autorisé.
Le candidat traite la partie 1 et un seul des thèmes
de la partie 2 du sujet
PARTIE 1
(12 points)
ALIMENTATION ET ENVIRONNEMENT
Un messager grec qui aurait couru de Marathon à Athènes pour annoncer la
victoire contre les Perses à l’issue de la bataille de Marathon, serait mort
après avoir délivré son message.
Document 1 : Marathon de Paris, l’avant dernier repas, la « pasta party »
La poursuite du régime hyper glucidique commencé depuis 3 jours,
s’effectue la veille au soir de l’épreuve par la traditionnelle «pasta party», car
c’est l’ultime repas de mise en réserve. Il doit être copieux et donc composé
principalement de glucides à assimilation lente.
Exemple de menu
- 1 bol de potage 100% légumes
- 1 bonne ration (minimum 150 g en poids cru) de pâtes al dente avec
des dés de jambon, du thon ou du saumon, avec éventuellement
une sauce bolognaise préparée avec du hachis maigre et pauvre en
épices.
- 1 à 2 tranches de pain
- 1 salade de fruit ou de la compote de pomme
- 1 pot de riz au lait, 1 yaourt ou 1 crème dessert
- De l’eau !!!!! »
D’après www.parismarathon.com
24
Les annales du bac - série L - 2012
guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
Question 1 : (SVT) (2 points)
un document
Utiliser des connaissances pour exploiter
a) Classer les aliments de ce menu dans les 6 groupes d’aliments.
b) Dans la règle du 4 2 1 à quel groupe d’aliment correspond chaque chiffre ?
c) Selon cette règle, combien de pain et de riz (en poids cru), doit consommer
le marathonien si la portion jambon + thon (ou saumon) + viande hachée
est fixée à 150g ?
Question 2 : (Physique-Chimie) (1,5 points) Restituer des connaissances
a) Le test à l’eau iodée sur les pâtes et sur le pain est positif : on observe
l’apparition d’une coloration bleue nuit. Nommer le glucide mis en évidence
par ce test.
b) Le test à la liqueur de Fehling sur la compote de pomme est positif : on
observe la formation d’un précipité rouge brique. Nommer un glucide mis
en évidence par ce test.
c) Lorsqu’on mâche du pain pendant assez longtemps, celui-ci prend une
saveur sucrée. Nommer la réaction qui a lieu.
Document 2 : Adapter son alimentation à l’effort est une nécessité
Les pertes en fer sont fréquentes chez les marathoniens et plus encore chez
les femmes pratiquant la course à pied, entraînant des anémies donc une
fatigabilité accrue. Une alimentation adaptée au niveau de la ration
d’entraînement, permet de mieux prévenir les contre-performances induites
par ces carences minérales, particulièrement au niveau du fer.
L’absorption de celui-ci est favorisée par la vitamine C présente dans les
aliments choisis. La production de radicaux libres est une constante de
l’effort et est à l’origine des processus de vieillissement. Les apports de
certains aliments en vitamine C et en polyphénols, participent à la
neutralisation des radicaux libres induits par l’activité physique intense.
D’après http://www. cnipt com
Les annales du bac - série L - 2012
25
guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
Document 3 :
Question 3 : (Physique-Chimie) (1,5 points)
et les utiliser pour exploiter un document
Restituer des connaissances
a) En utilisant le tableau des ANC du document 3, préciser ce qui distingue
un oligoélément comme le fer d’un macroélément comme le calcium.
b) En utilisant le tableau des ANC du document 3, citer un oligoélément autre
que le fer.
Question 4 : (Physique-Chimie) (3 points)
et les utiliser pour exploiter un document
Restituer des connaissances
a) Utiliser le document 2 pour citer un antioxydant.
b) Retrouver dans le document 2 les deux rôles de la vitamine C.
c) Retrouver dans le document 2 une conséquence de la production de
radicaux libres.
d) Donner, à l’aide du document 3, l’apport nutritionnel en vitamine C pour
100 g de pommes de terre épluchées crues. Quel pourcentage de l’apport
nutritionnel conseillé en vitamine C cela représente-t-il ?
26
Les annales du bac - série L - 2012
guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
Document 4 : Pas de sport sans eau
La meilleure boisson que l’on puisse conseiller à un sportif est l’eau. Toutes
les eaux (minérale, gazeuse, de source) sont bonnes pour les sportifs. A
condition d’en boire suffisamment pour ne pas vous déshydrater. Mais vous
pouvez, en fonction de vos besoins, opter pour celles qui vous apporteront
certains minéraux et oligo-éléments essentiels.
- Du calcium pour favoriser la contraction musculaire et la solidité des os.
(...)
- Du sodium contre les crampes. (...)
- Du magnésium pour les réflexes. Cet élément est essentiel à l’équilibre
nerveux. (...)
- Du bicarbonate pour éviter les troubles intestinaux (...) et atténuer l’acidité
de l’estomac.
D’après http://www.doctissimo fr
Question 5 : (Physique-Chimie) (2,5 points) Restituer des connaissances et
les utiliser pour exploiter un document
a) Citer les ions responsables de la dureté de l’eau.
b) Pour comparer la dureté de deux eaux minérales, on réalise l’expérience
schématisée ci-dessous. Parmi les eaux Hépar et Evian, identifier l’eau la
plus dure. Justifier votre réponse.
c) En déduire un inconvénient domestique d’une eau dure.
d) Retrouver dans le document 4 un avantage d’une eau dure pour un
marathonien.
Les annales du bac - série L - 2012
27
guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
Document 5 : les « marathons » des mers
Vingt semaines, c’est le temps qui devrait être nécessaire à Maud Fontenoy
pour accomplir son défi À CONTRECOURANT, un tour du monde à l’envers,
contre les vents et les courants dominants.
Un voilier de course est un espace restreint qui ne peut pas transporter
suffisamment d’eau potable pour un long voyage. Les navigateurs
emportent donc avec eux un désalinisateur....Le désalinisateur fonctionne
sur le principe du presse-agrume qui laisse passer le jus du fruit et retient
la pulpe. L’eau de mer est « pressée » et le sel reste coincé, tandis que
l’eau s’écoule. Le sel étant un million de fois plus petit que la pulpe de
l’orange, les alvéoles du filtre sont aussi un million de fois plus petites.
D’après http://www.maudfontenoy.com
Question 6 : (Physique-Chimie) (1,5 points)
Restituer des connaissances et mettre en relation des informations
a) A quelle méthode simple de séparation la désalinisation, évoquée dans le
document 5, est-elle assimilée ?
b) Préciser la composition de l’eau « potable » obtenue.
c) Indiquer, au vu de sa composition, quel inconvénient présente cette eau «
potable » pour le navigateur.
28
Les annales du bac - série L - 2012
guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
PARTIE 2
THEME AU CHOIX
(8 points)
PLACE DE L’HOMME DANS L’ÉVOLUTION
Les mécanismes de l’évolution de la lignée humaine.
Document 1: L’animal humain.
L’homme ne descend pas du singe comme on le dit trop souvent. C’est un
singe. S’il y a une continuité dans l’histoire du monde [...], il y a aussi une
continuité entre nos ancêtres primates et nous mêmes. On le sait depuis
un bon siècle déjà grâce à l’étude des fossiles. Nous en avons la preuve
aujourd’hui par la génétique. Ce sont nos gènes, ces portions de
chromosomes enfermées dans nos cellules, qui déterminent ce que nous
sommes: des individus de l’espèce humaine. Et bien, les gènes humains
ne sont pas du tout originaux. La plupart d’entre eux sont identiques à ceux
des chimpanzés*[...]! Nous sommes des parents très proches des autres
primates [...].
André Langaney La plus belle histoire de l’Homme Éditions Seuil
* : 99% des gènes sont communs aux deux espèces.
Question 1: (3 points) Saisir des informations et mobiliser des connaissances
pour argumenter
Relever dans le document 1 les éléments qui nous renseignent sur la place
de l’homme dans la classification animale.
Document 2: Étude de l’évolution de la posture du corps en fonction de la
position du trou occipital.
Les annales du bac - série L - 2012
29
guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
Question 2: (2 points) Mettre en relation des informations
Utiliser les informations présentées dans le document 2 pour citer deux
exemples d’innovations génétiques qui ont distingué l’espèce humaine des
autres espèces de primates.
Document 3: La théorie de l’East side story.
L’ancêtre commun aux singes et aux hommes [...] est un grand singe, un
quadrupède arboricole, doté d’un membre supérieur aux articulations
solides, qui se redresse de temps en temps. [...]
Il habite tantôt dans la savane, tantôt dans la forêt.[...] II y a 7 millions
d’années, cet ancêtre vit dans l’épaisse forêt qui couvre tout le territoire
africain quand survient un événement géologique: la vallée du Rift
s’effondre, en formant peu à peu un véritable mur.[...] Le climat en est
bouleversé: les pluies continuent à arroser l’Ouest, mais de moins en moins
à l’Est, à l’abri de cette muraille [...] la forêt régresse.
Nos ancêtres se retrouvent donc séparés en deux populations. Ceux qui
sont restés à l’Ouest de la fracture continuent à vivre leur vie arboricole,
mais ceux qui se trouvent à l’Est sont confrontés à la savane, puis à la
steppe. Ce partage en deux environnements a pu susciter au fil des
générations deux évolutions différentes: ceux de l’Ouest ont donné les
singes actuels (gorilles et chimpanzés). Ceux de l’Est, les pré-humains, puis
les humains.
Yves Coppens, La plus belle histoire du monde, Éditions Seuil.
Question 3: (3 points) Mettre en relation des informations et des
connaissances pour expliquer.
A l’aide des informations des documents 2 et 3 et de vos connaissances
expliquez le mécanisme à l’origine de la sélection d’innovations génétiques
préexistantes chez l’ancêtre commun au chimpanzé et à l’homme.
30
Les annales du bac - série L - 2012
guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
PARTIE 2
THEME AU CHOIX
DU GENOTYPE AU PHENOTYPE
Une question de taille
(8 points)
La taille est-elle génétiquement déterminée ?
Document 1 : Evolution de la taille des français
Les résultats de la campagne de mensuration des Français qui s’est
déroulée en 2004 ont montré que la française moyenne mesure 162,5cm et
pèse 62,4kg et le français moyen mesure 175,6cm pour 77,4kg. La
précédente campagne remontait à 1970 et annonçait pour la femme
moyenne 160,5cm et pour l’homme 170,1cm. On observe donc une
augmentation de la taille moyenne. Cependant, 5000 français mesurent
moins de 140cm c’est-à-dire à la limite du nanisme.
D’après C. Jeammet france2.fr 11/06/2008
« Même si d’une façon générale nous grandissons, nous nous situons (hors
maladie) dans une fourchette qui va de 1,50m à 1,90m. Les biologistes
connaissent bien la physiologie de la croissance. Ils savent qu’un seul gène
serait incapable d’orchestrer ce travail complexe qui met en jeu une foule
d’organes, d’hormones et de substances diverses.(...) C’est donc une
batterie de gènes qui se charge de cette besogne.
Mais la raison majeure de l’augmentation de taille réside dans l’amélioration
des conditions de vie. Que surviennent une embellie économique, confort,
nourriture abondante et la génération suivante gagne quelques centimètres.
Tout ceci montre que l’environnement joue un rôle capital dans l’expression
de nos caractères. Inutile d’avoir de bons gènes de la croissance si l’on ne
possède pas les éléments indispensables à leur expression.
D’après Science et Vie Junior N° 18, oct 1994.
Question 1 (SVT) (2 points)
Saisir des informations
A partir du document 1, préciser les facteurs déterminant la taille.
Les annales du bac - série L - 2012
31
guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
Chez l’humain, deux types de croissance hors normes habituelles existent : le
gigantisme et le nanisme.
Document 2 : Le nanisme hypophysaire
Une insuffisance de production de l’hormone de croissance GH sécrétée
par l’hypophyse pendant l’enfance peut provoquer le nanisme hypophysaire.
Si cette insuffisance est diagnostiquée suffisamment tôt, on peut donner
aux enfants des hormones de croissance supplémentaires. Les GH
animales s’étant montrées inefficaces, il a fallu recourir à l’hormone
humaine, extraite d’hypophyse d’êtres humains après leur décès. Cela a
présenté deux inconvénients :
- la quantité d’hormones ainsi prélevée était insuffisante pour traiter
l’ensemble des cas (un cas sur deux) ;
- ces prélèvements humains pouvaient contenir des agents infectieux (prion
responsable de la maladie de Creutzfelt-Jacob, VIH,...) présents chez le
donneur et non décelés.
L’une des prouesses les plus remarquables du génie génétique consiste en
la synthèse de GH par l’intermédiaire de bactéries Escherichia coli, dans le
génome desquelles on a inséré le gène de GH humain. Une seule cuve
contenant 500 litres produit la même quantité d’hormones que 35000
hypophyses humaines !
D’après APBG, Biotechnologies, des sciences pour la vie, 2002
Question 2 (SVT) (3 points)
Saisir des informations
D’après le document 2
a - Indiquer les phénotypes de cette maladie aux échelles
macroscopique et moléculaire.
b - Montrer les avantages de la voie biotechnologique pour produire
l’hormone de croissance.
32
Les annales du bac - série L - 2012
guide des
annales du bac L
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
ÉPREUVE ANTICIPÉE - SESSION 2012
Les bactéries produisent de l’hormone humaine.
Document 3 : Cloner des gènes
II faut tout d’abord isoler le gène considéré de l’ensemble du génome
humain grâce à certaines enzymes. Le fragment d’ADN est ensuite introduit
dans de l’ADN d’une bactérie E.coli. Les bactéries transgéniques ainsi
obtenues sont cultivées en fermenteurs et se multiplient toutes les 20
minutes, soit un milliard de bactéries en 15 heures! Elles expriment le gène
greffé. Il ne reste plus qu’à récupérer l’hormone humaine sans détruire la
bactérie.
D’après O. Robert, Clonage et OGM, quels risques, quels espoirs
? Larousse, 2005
Restituer des connaissances
Question 3 (SVT) (3 points)
Mettre en relation des informations et des connaissances
a - Rappeler ce qu’est un gène.
b - Expliquer comment à partir d’un gène humain la bactérie peut produire
une hormone humaine (protéine).
Les annales du bac - série L - 2012
33